CN104801658A - 潮模砂型用醇基铸造涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潮模砂型用醇基铸造涂料及其制备方法。涂料中各组分按重量百分比如下：400～600目耐火粉料占44～55％，钠基膨润土1.30～1.45％，水0.45～0.60％，聚乙烯醇缩丁醛0.5～0.7％，热塑性酚醛树脂1.4～1.6％，乙醇41～52％。制备方法：1)按比例称取各原料；2)先将钠基膨润土和水碾压预处理成膏状物；3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛与步骤2)的膏状物混合，再加入占乙醇总重量25％的乙醇混碾，得膏状涂料；4)再加入剩余乙醇，搅拌即得涂料。本发明具有高的悬浮率、高的渗透性，可增强砂型表面强度，涂层透气性好、不会开裂和起皮，铸件不粘砂。

Description

潮模砂型用醇基铸造涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及潮模砂型用醇基铸造涂料，具体地指一种潮模砂型用醇基铸造涂料及其制备方法。

背景技术

潮模砂铸钢生产技术与工艺是国外的一种先进方法，近年来，国内也开始得到应用，这种工艺的优点是旧砂利用率高，生产周期短，生产成本低，但针对此工艺所用的砂型涂料要求很高。

因为潮模砂型用于生产铸钢时，至少有以下几个问题需要加以应对：一是潮模砂型传统上是用于生产铸铁的工艺，潮模砂与水玻璃砂和树脂砂相比强度低得多，耐不起高温钢水的冲刷，因此要求涂料的使用不能破坏砂型强度，甚至要求对砂型强度有一定强化；二是潮模砂型含有较高的水分及淀粉含量，发气量高，要求涂层有较高的透气性，因此涂料应有助于防止铸件产生气体类缺陷；三是潮模砂只能采用醇基涂料，并且用喷涂方法上涂料，而不能用刷涂，流涂等方法，涂料喷好后，为防止涂层干燥起皮及防止砂型水分迁移，涂料不能点火干燥，而是在空气中自然干燥。由于潮模砂强度低，在干燥过程中，涂层收缩，容易造成涂层与砂型表面的型砂开裂起皮，从使铸件产生粘砂及夹砂缺陷，因此若涂料使用不当，铸件废品率很高。

发明内容

本发明的目的就是针对潮模砂铸钢工艺特点，提供一种涂层透气性好、干燥时不开裂，涂层以及涂层所依附的铸型表面强度高的潮模砂型用醇基铸造涂料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所提供的潮模砂型用醇基铸造涂料，涂料中各组分按重量百分比如下：400～600目耐火粉料占44～55％，钠基膨润土1.30～1.45％，水0.45～0.60％，聚乙烯醇缩丁醛0.5～0.7％，热塑性酚醛树脂1.4～1.6％，乙醇41～52％；

所述耐火粉料选自锆英粉、石英粉、莫来石粉、刚玉粉、铝矾土中的一种或几种；所述聚乙烯醇缩丁醛的粘度为320～350流秒。

上述潮模砂型用醇基铸造涂料的制备方法，包括下列步骤：

1)分别按比例称取400～600目耐火粉料、钠基膨润土、水、乙醇、热塑性酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛，备用；

2)先将钠基膨润土和水进行碾压预处理成膏状物；

3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛和步骤2)得到的膏状物加入混碾机内，再加入占乙醇总重量25％的乙醇，混碾2～3小时，得膏状涂料；

4)将步骤3)得到的膏状涂料取出放入带密封盖的搅拌桶，加入剩余乙醇，盖好盖子，搅拌10～30分钟，即得涂料成品。

本涂料的特点是：第一，耐火粉料较细，达400～600目之间，比传统涂料使用200～325目骨料细小得多，这样，涂料的悬浮性好，渗透力强，涂料颗粒能容易渗入砂型，起到良好的防粘砂作用，虽然骨料较细对涂料的耐火度有些不利，但由于潮模砂工艺只适合浇注一吨左右壁厚均匀的小型铸件，因此与浇注大型铸件比，对耐火度的要求低；第二，采取含固量较低的稀涂料，即涂料载液含量较高，由于有较细骨料的配合及较高含量的聚乙烯醇缩丁醛，悬浮率不会受影响，载液中溶解有较多的有机树脂，载液带着树脂渗入砂型对砂型具有增强作用；第三，与传统涂料比，潮模砂用涂料中含有更多的有机物，其目的不仅是为了强化砂型强度，也是为了高温时，大量有机物的烧失能大大提高涂料的透气性，以满足砂型良好排气性。因此，本发明涂料中不仅具有防粘砂的功能，还具有对铸型的增强功能。

与传统涂料制造工艺比，除钠基膨润土外，本发明所用粉状树脂(包括酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛)及等均不需事先进行预处理，可直接加入混碾机进行混碾。由于耐火粉料很细，表面积大，且在具有搓碾作用的机器内进行长时间碾压，对树脂等具有极强的分散能力，加上最终产品中乙醇的含量高，因此，所有树脂均能很好的溶解在载液中。

与传统涂料比，因涂料并不使用点火方法进行干燥，高含量的聚乙烯醇缩丁醛不会使涂料产生起泡现象。

与传统涂料不同的是：本发明涂料使用状态是很稀的，耐火骨料含量小于55％(传统涂料中耐火骨料大于60％)；本发明涂料的载体乙醇含量很高，大于40％(传统涂料中乙醇含量低于30％)。为防止涂料悬浮性下降，采用较细的骨料，较细的骨料还有利于向砂型渗透，以堵塞砂粒之间的间隙，提高抗钢水渗透的能力。

涂料的有机树脂，包括热塑性酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛，含量很高，其被乙醇带入砂型，有利于提高砂型强度，同时通过钢水的作用，烧蚀的树脂为涂层带来好的透气性。

与传统涂料(钠基膨润土含量大于1.5％)相比，涂料中起悬浮作用的钠基膨润土含量(钠基膨润土含量小于1.5％)较低，因为钠基膨润土降低涂料的透气性，故将钠基膨润土的量控制较低，由于聚乙烯醇缩丁醛也有良好的悬浮作用，因此涂料最终的悬浮性是很好的，涂料中加入水是为了在一定程度上破坏树脂膜的连续性，使得涂料喷涂在砂型表面后，降低树脂在干燥过程中的收缩力，防止涂层出现裂纹和起皮。

由于涂料较稀，喷枪喷出的呈雾状的涂料被高度分散，非常均匀的覆盖在砂型表面，并且很容易渗入砂型，对砂型具有有效的填孔及强化作用。

本发明的有益效果在于：涂料具有高的悬浮率、高的渗透性，对砂型表面强度有高的增强能力，涂层不会出现开裂和起皮，涂层透气性好，铸件不会产生粘砂，夹砂及由气体造成的水波纹缺陷。本发明适用于潮模砂浇注中小型铸钢、铸铁件，浇注后涂料形成易剥离的涂层，铸件表面光洁，粗糙度低，铸件尺寸精度高。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。

实施例1

配制潮模砂型用醇基铸造涂料100千克：

1)称取粒度为400～600目耐火粉料48千克、钠基膨润土1.4千克、水0.5千克、乙醇48千克、热塑性酚醛树脂粉1.6千克和聚乙烯醇缩丁醛粉料0.5千克，备用；其中，耐火粉料包括锆英粉24千克，刚玉粉24千克；聚乙烯醇缩丁醛的粘度为320流秒；

2)先将钠基膨润土和水在混碾机内进行碾压预处理成膏状物；

3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛和步骤2)得到的膏状物加入混碾机内，再称取12千克乙醇倒入混碾机内，盖好密封盖，开动混碾机，混碾2小时，得膏状涂料；

4)将步骤3)得到的膏状涂料取出放入带密封盖的搅拌桶内，加入36千克乙醇，搅拌稀释15分钟，即得涂料成品，将涂料装入涂料桶，入库。

在潮模砂条件下，涂料用喷枪喷涂在砂模表面，压缩空气压力为0.7Mpa，喷枪与砂型表面呈近似垂直，与砂型表面距离约250mm，用于浇注摇枕侧架铸钢件，其结果如表1所示。

表1

      

2小时悬浮率，％	铸件表面质量	涂层烧结剥落性
			93	光洁，不粘砂	铸件表面涂层呈块状剥落

实施例2

配制潮模砂型用醇基铸造涂料100千克：

1)称取粒度为400～600目耐火粉料44千克、钠基膨润土1.3千克、水0.6千克、乙醇52千克、热塑性酚醛树脂粉1.5千克和聚乙烯醇缩丁醛粉料0.6千克，备用；其中，耐火粉料包括莫来石粉10千克、刚玉粉20千克、铝矾土14千克；聚乙烯醇缩丁醛的粘度为330流秒；

2)先将钠基膨润土和水在混碾机内进行碾压预处理成膏状物；

3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛和步骤2)得到的膏状物加入混碾机内，再称取13千克乙醇倒入混碾机内，盖好密封盖，开动混碾机，混碾2.5小时，得膏状涂料；

4)将步骤3)得到的膏状涂料取出放入带密封盖的搅拌桶内，加入39千克乙醇，搅拌稀释25分钟，即得涂料成品，将涂料装入涂料桶，入库。

在潮模砂条件下，涂料用喷枪喷涂在砂模表面，压缩空气压力为0.7Mpa，喷枪与砂型表面呈近似垂直，与砂型表面距离约250mm，用于浇注摇枕侧架铸钢件，其结果如表2所示。

表2

      

2小时悬浮率，％	铸件表面质量	涂层烧结剥落性
			95	光洁，不粘砂	铸件表面涂层呈块状剥落

实施例3

配制潮模砂型用醇基铸造涂料100千克：

1)称取粒度为400～600目耐火粉料55千克、钠基膨润土1.45千克、水0.55千克、乙醇41千克、热塑性酚醛树脂粉1.4千克和聚乙烯醇缩丁醛粉料0.6千克，备用；其中，耐火粉料包括锆英粉35千克、莫来石粉5千克、刚玉粉10千克、铝矾土中5千克；聚乙烯醇缩丁醛的粘度为325流秒；

2)先将钠基膨润土和水在混碾机内进行碾压预处理成膏状物；

3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛和步骤2)得到的膏状物加入混碾机内，再称取10.25千克乙醇倒入混碾机内，盖好密封盖，开动混碾机，混碾3小时，得膏状涂料；

4)将步骤3)得到的膏状涂料取出放入带密封盖的搅拌桶内，加入30.75千克乙醇，搅拌稀释15分钟，即得涂料成品，将涂料装入涂料桶，入库。

在潮模砂条件下，涂料用喷枪喷涂在砂模表面，压缩空气压力为0.7Mpa，喷枪与砂型表面呈近似垂直，与砂型表面距离约250mm，用于浇注摇枕侧架铸钢件，其结果如表3所示。

表3

      

2小时悬浮率，％	铸件表面质量	涂层烧结剥落性
			97	光洁，不粘砂	铸件表面涂层呈块状剥落

实施例4

配制潮模砂型用醇基铸造涂料100千克：

1)称取粒度为400～600目耐火粉料50千克、钠基膨润土1.35千克、水0.45千克、乙醇46千克、热塑性酚醛树脂粉1.5千克和聚乙烯醇缩丁醛粉料0.7千克，备用；其中，耐火粉料包括石英粉10千克、刚玉粉40千克；聚乙烯醇缩丁醛的粘度为340流秒；

2)先将钠基膨润土和水在混碾机内进行碾压预处理成膏状物；

3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛和步骤2)得到的膏状物加入混碾机内，再称取11.5千克乙醇倒入混碾机内，盖好密封盖，开动混碾机，混碾2小时，得膏状涂料；

4)将步骤3)得到的膏状涂料取出放入带密封盖的搅拌桶内，加入34.5千克乙醇，搅拌稀释20分钟，即得涂料成品，将涂料装入涂料桶，入库。

在潮模砂条件下，涂料用喷枪喷涂在砂模表面，压缩空气压力为0.7Mpa，喷枪与砂型表面呈近似垂直，与砂型表面距离约250mm，用于浇注摇枕侧架铸钢件，其结果如表4所示。

表4

      

2小时悬浮率，％	铸件表面质量	涂层烧结剥落性
			94	光洁，不粘砂	铸件表面涂层呈块状剥落

      

Claims (2)

1.一种潮模砂型用醇基铸造涂料，其特征在于，涂料中各组分按重量百分比如下：400～600目耐火粉料44～55％，钠基膨润土1.30～1.45％，水0.45～0.60％，聚乙烯醇缩丁醛0.5～0.7％，热塑性酚醛树脂1.4～1.6％，乙醇41～52％；

所述耐火粉料选自锆英粉、石英粉、莫来石粉、刚玉粉、铝矾土中的一种或几种；所述聚乙烯醇缩丁醛的粘度为320～350流秒。

2.一种根据权利要求1所述潮模砂型用醇基铸造涂料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)分别按比例称取400～600目耐火粉料、钠基膨润土、水、乙醇、热塑性酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛，备用；

2)先将钠基膨润土和水进行碾压预处理成膏状物；

3)将400～600目耐火粉料、热塑性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛和步骤2)得到的膏状物加入混碾机内，再加入占乙醇总重量25％的乙醇，混碾2～3小时，得膏状涂料；

4)将步骤3)得到的膏状涂料取出放入带密封盖的搅拌桶，加入剩余乙醇，盖好盖子，搅拌10～30分钟，即得涂料成品。